自然科学(主要是指物理学)是如何走上歧途的?成也牛顿,败也牛顿!

教育   教育培训   2024-10-23 21:39   山东  

自然科学起源于古希腊。自然科学起源的一个自然原因是人类本能地具有“想要知道自然世界里的各种自然现象是怎样产生出来的”愿望。

例如,为什么物体会落向地面?为什么会刮风下雨和闪电打雷?为什么天上的月亮不掉下来?为什么会有潮汐现象?为什么有白天和黑夜的变化?为什么有春夏秋冬的季节变化?为什么......

有数不清的为什么。当人类发展到了衣食无忧的地步之后,人们就开始有了闲情逸致来尝试回答这些为什么的问题了。这就是科学起源的原始因素。实际上人类并不是单纯地对回答“为什么”感兴趣,而真正感兴趣的是想知道所有自然现象所产生的根源是什么。也就是俗话说的想要“刨根问底”弄个究竟出来。

科学就是在这种“刨根问底”的精神支配下开始形成和发展起来的。一直到牛顿时代,那些探索自然现象的科学家们研究科学的目的都是如此。就是想要把看到的所有自然现象为什么会存在的原因搞清楚。简单地说就是就是想知道真相。所以,早期的科学家对科学研究在人类生活中的实用性并不关心。可以说,自然科学研究纯粹是一个为了解决人类好奇心的领域。


然而,科学发展到今天却变得截然不同了。今天的科学家,尤其是物理学家,再也不对为什么的问题感兴趣了。今天的物理学家已经失去了祖先那种刨根问底探索真相的精神。相反,他们尽力回避那些需要回答为什么的问题。他们最感兴趣的地方几乎全都是数学模型和复杂的数学运算。基本上彻底脱离了物理学的物质基础。所有的科学发现都是算出来的,而不是从物理实验与实地观察中获得的。

例如,宇宙大爆炸理论得出的结论是算出来的。暗物质和暗能量是算出来的。动质量是算出来的。弯曲时空和光子等所有量子也都是算出来的。等等,等等。没有一个是从物理实验中观察到的。今天的物理学家甚至认为“回答为什么的问题是哲学家的任务,不是科学家该做的事情”。

可见,当今的物理学研究彻底背叛了科学起源的初衷。导致今天的物理学已经完全走向了歧途。由于物理学被认为是科学的带头学科,因此,在物理学的带领下,整个科学都被带入了歧途。导致“数学是科学最高境界”这种荒唐说法的出现。以至于现在有些从事化学和生命科学研究的权威学者也在带领着他们的研究沿着量子力学这种数学至上的方向发展。正跟在物理学的后面走在歧途上。


为什么会出现这种情况?科学是怎样一步步走上歧途的呢?


根据我个人的认识,这个原因也许要从牛顿时代开始寻找。在牛顿获得成功之前,人们还一直都是以从自然现象和自然规律中寻找真相为目的从事科学研究。这也包括牛顿在内。他们非常希望从科学研究中知道自然世界是怎样运作的。希望可以用自然法则来解释为什么物体会下落,为什么月球挂在天上不掉下来以及为什么海洋会有潮汐现象等等。

当牛顿发表了他的万有引力理论之后,当时的科学界非常兴奋。兴奋的主要原因不是因为牛顿定律具有实用性,而是因为这个理论可以解释很多之前所无法解释的自然现象。实际上,牛顿的引力理论在提出来的当时除此之外没有任何其他意义。既不能计算引力大小,也不能帮助人类做任何其他事情。

这说明当时的科学家们是从科学本源的立场上对待牛顿引力理论的。至于牛顿万有引力理论的实用性则不在考虑范围之内。仅此就让牛顿一下子变成了一个受人瞩目的成功科学家。从牛顿成名的过程中就可以看出,当时的科学家把科学研究的中心放在什么地方。放在解释自然现象而不是实用性上。


牛顿的成功让很多人羡慕不已。因为当时就在牛顿身边有很多比他资历更深的科学家。为什么牛顿却能脱颖而出呢?后人经过调查研究之后认为,牛顿成功的秘诀在于他数学上超凡的才能。

比如说,在牛顿身边有一位比牛顿资历更深权威人士叫胡克。牛顿当时所知道的那些关于万有引力的主要基本知识胡克都知道。例如,胡克也知道地球上存在引力。天体之间也存在着离心力和向心力的关系,而且还知道天体之间的向心力的大小与它们距离的平方成反比。因为所有这些知识在当时就已经早就存在了。不是牛顿发现和发明的。

可遗憾的是,胡克的数学才能不如牛顿。牛顿依靠他独创的数学方法计算出了天体之间力的大小与它们距离平方成反比的关系。而数学是最有说服力的一种手段。这就让牛顿占了上风。随着这些科学大师的相继离世以及后人的渲染,万有引力理论相关的成果全部都冠到了牛顿的头上。这样牛顿就变成了人类历史上最伟大的科学家了,并把牛顿成功的秘诀视为数学。

于是,后人从这件事情中得到的一个深刻教训就反映在“数学是科学的最高境界”这句话中。从此以后,在物理学研究中,数学的地位逐渐升高,而那些为了回答为什么并基于物质基础的物理学研究却越来越不吃香。这就是物理学研究走向歧途的开始。当然,这不是牛顿的错,而是后人对牛顿成功关键的错误解读所导致的错。


实际上,牛顿在万有引力理论上获得成功的关键性原因根本就不是数学。而是他从“苹果落地,炮弹的飞行轨道与月球不掉下来”这些实实在在的物理现象之间关系的分析中所得到的正确思路。正确思路才是牛顿成功的秘诀。牛顿是在这个正确思路的指引下才去研究万有引力问题的。才去计算距离平方反比关系的。才获得成功的。而这个思路是牛顿独一无二的。

面对相同的基本知识,胡克却从来都没从牛顿的这个思路去想过天上与地上的自然规律是相同的这件事情。所以说,即使胡克的数学能力与牛顿一样强,他也不可能建立起牛顿建立的那个万有引力理论。也不可能取得与牛顿一样的成功。就像开普勒与他的老师第谷的情况一样,他们面对的观测数据都是一样的,但分析数据的思路却不相同。最后开普勒因为思路正确而获得了成功。所以说,牛顿的成功关键也是思路而不是数学。数学再好思路不正确也没有用。


这就说明,在牛顿的成功道路上,数学虽然重要,但数学并不是决定性因素。决定性的因素是“正确的思路”。

数学只不过是一个工具而已。数学对正确的思路来说是工具,对错误的思路来说也是工具。所以,决定最终成败的关键是思路而不是数学。那些宣扬“数学是科学最高境界的”人颠倒了科学与数学之间的主次关系,就是在引导科学走向歧途。随着时代的发展,后来不仅在物理学中,甚至在整个自然科学领域都把数学看作是科学的最高境界。学校的老师经常把这种思想灌输给学生,造成了极坏的影响。贻害无穷。


科学一旦步入歧途,就不容易退出来。尤其是当科学家们共同形成了这种思潮之后就更困难了。可以说,以量子力学和爱因斯坦相对论为基础的现代物理学就是在这种歧途上诞生出来的。而且在歧途上越走越远。当物理学从经典物理学时代进入到现代物理学之后,物理学家几乎就彻底放弃以物质为基础的物理学研究了,而是全身心地投入到建立数学模型和繁杂的数学运算上。

把物理学问题当成数学游戏对待。正是因为脱离了物质基础,因此现代物理学家根本就不回答为什么的问题。你如果向现代物理学家提出为什么的问题,他一定会说,回答为什么问题的人是哲学家。你找错人了。

现代物理学家把物理学研究的中心从解决物理学问题移到了数学上,彻底忘记了物理学研究的使命。从科学起源的那个“追根寻源”“刨根问底”的精神,转向了只做表面文章的大方向上。彻底颠倒了物理学与数学之间的主次地位。因为数学对科学研究来说其实就是一种特殊的语言。因此,用数学描述所表现出来的东西都是表面现象,纯数学不可能反映出本质来。就像1+1=2是纯数学。你不知道它代表的具体的物理意义是什么。纯数学是无法回答物理问题的。物理问题一定要有物质基础。而包括量子力学和爱因斯坦相对论在内的现代物理学根本就没有物质基础。


你如果向物理学家提出刨根问底的问题,很快就可以把他们问倒。为什么?因为他们现在的研究重点都不在解决这类问题上。他们把精力都花在数学运算上了。算出来的结果是什么呢?全部都是说不清的东西。例如,宇宙大爆炸理论是算出来的。

但是,如果你要是刨根问底地提出几个问题,物理学家立刻就回答不出来了。不用别的,只要问他们储备了宇宙中全部能量和物质的那个奇点是怎样形成的?又是如何引爆的?他们一定回答不上来。或者根本就拒绝回答。现代物理学家应付人们提出的这种难题的一个狡辩手段就是用数学计算向你做出解释。他们根本不讲物理过程。复杂的数学让提问的人很快就晕头了。这就是现代物理学家的做法。


爱因斯坦的质能公式是E=mc2。这个公式看上去非常简单。但这个公式并不是从科学实验中得出来的。而是靠数学计算出来的。所以说,它是一个没有物质基础的公式。因为现代物理学根本就不在乎物质基础,于是就根据这个公式得出结论说,因为光速c是一个常数,因此能量E与物质质量m之间是可以互相转化的。物质可以变成能量,能量可以变成物质。

根据这个说法,一块石头可以转变成让一座城市使用的能量。而现实中这是根本就不可能的。可是如果你要是向物理学家刨根问底的话,他们就会把爱因斯坦的那一套复杂的数学计算过程拿给你看。让你一下子就无话可说。不是因为你知道了为什么而无话可说,而是因为你根本就看不懂是怎么计算的而无话可说。这就是物理学在歧途上发展的典型事例。物理学家把现实与数学计算结果颠倒过来,不是用从现实中获得的数据进行计算,而是把毫无物质基础的计算结果拿来说现实就是这个样子——本末倒置。当然,这些都是走在歧途上的物理学家不得已的做法。现代物理学家彻底忘记了物理学研究的目的到底是为了什么。


与主流物理学家相比,我倒是觉着那些被科学主流瞧不起的民科群体更知道物理学研究的目的是什么。现在社会上之所有会有那么庞大的民科群体存在,其原因可能就是因为这些缺乏正统物理学教育的人与科学形成初期的人一样,有着“想要知道产生自然现象的原因”的本能愿望。

从他们的本能愿望出发,科学家们让他们非常失望,他们就只好自己亲自动手来解决他们想要知道的问题。可以说,民科的行为属于回到了科学起源的初期阶段。虽然他们的方法与当今的科学主流相比很原始,但从某种程度上来说,他们中的很多人却是走在正确的轨道上。至少不像主流物理学那么偏离正确轨道。


量子力学和爱因斯坦的理论都是在歧途上发展起来的理论。这些理论无法解释物理现象。无法接受刨根问底的提问。这就说明这些理论都是错的。这些理论体系本身的结构也许并没有错,但它们的根基和大方向是错的。这就像一个南辕北辙的人一样。这个人本身没错,驾的车也没错。身上带的东西和钱都没错,但他走的方向却是错的。这个错误方向会让他越走越远。

同样道理,现代物理学的研究也会因为方向性错误让它越走越远。针对这种情况,站住不动比继续发展更明智。迷途知返比站住不动更明智。回到正确的轨道上发展才是最明智的。现在国内有科学权威要求政府投入巨资建造粒子对撞机。这种做法就是在歧途上执迷不悟越走越远的典型。建议科学主流多参考一些民科的做法。

如果连民科提出的问题都解答不了,要科学主流做什么?虽然民科可能没有能力提出正确的科学理论或观点,但他们向物理学家提出来的问题和物理学理论的质疑都是有价值的。连物质是什么都不知道还谈什么暗物质?连光的本质是什么的不知道还谈什么光子?连万有引力现象是如何产生出来的都不知道,还谈什么引力场?连空间是什么都不知道还谈什么弯曲空间?连物质的实体属性和场属性都分不清,还谈什么运动和能量?连物质的实体与场属性原理都不知道,还谈什么物理学?连宇宙第一推动力是从哪里来的都还没搞清楚,还谈什么物质运动和四个基本力?


物理学存在非常多的基本问题。这些问题只能从以物质为基础的物理学研究上得到解决,而不是从数学模型和数学运算上得到解决。对科学研究来说,数学模型当然需要。但是,当数学模型与物理实验数据或实际观测数据之间出现矛盾的时候,要按照实验数据修正模型,而不是象现代物理学那样用削足适履的方式去按照数学模型修正现实。

当年托勒密建立的地心说模型就是一个教训。当他得到与模型不一致的观测数据(逆行现象)后,并不是从模型有错的角度去思考,而硬说是天上的行星还有它们自己的本轮。因此而让这个错误的模型苟延了千年之久。现代物理学如果也用这种方法苟延的话,最终就一定会成为科学史上的一个重大灾难。


所以说,物理学以及整个科学基础理论研究的当务之急不是在现有的基础上继续向前发展,而是要回到正确的轨道上之后再向前发展。就像当初从地心说回到日心说轨道上发展的道理一样。前车之鉴不可忘啊!只低头拉车却不看路的人所付出的所有一切都是毫无意义的。

地心说存在了一千多年。而那些在地心说理论中从事研究的人几乎没有留下任何有价值成果的事实就是一个最好的例子。

最后,推荐大家读下牛顿的《自然哲学之数学原理》这本书,这本书及科普、科学研究、理论推导于一身,适合高中及以上的学生、家长阅读,是通往自然科学大门的金钥匙。

高中数理逻辑分析TEACHER吴
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